DE102007041901A1 - Magnetfed generating element - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetfeld erzeugendes Element zur Befestigung eines Kompressorrades an einer Turbowelle eines Abgasturboladers, mit einem Grundkörper, der einen ringförmigen, mit einer Turbowelle rotierenden Magneten aufnimmt. Um ein Magnetfeld erzeugendes Element zur Befestigung eines Kompressorrades an einer Turbowelle eines Abgasturboladers anzugeben, in dem der Magnet sicher fixiert ist, wobei auch bei einem Bruch des Mangneten keinerlei Veränderung der Massenverteilung im Magnetfeld erzeugenden Element auftritt, ist der Magnet mit dem Grundkörper kraftschlüssig verbunden.The invention relates to a magnetic field generating element for fastening a compressor wheel to a turbo shaft of an exhaust gas turbocharger, comprising a base body which receives an annular, rotating with a turbo shaft magnet. In order to specify a magnetic field generating element for fastening a compressor wheel on a turbo shaft of an exhaust gas turbocharger, in which the magnet is securely fixed, wherein even with a fraction of Mangneten no change in the mass distribution in the magnetic field generating element occurs, the magnet is non-positively connected to the body.

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetfeld erzeugendes Element zur Befestigung eines Kompressorrades an einer Turbowelle eines Abgasturboladers, mit einem Grundkörper, der einen mit einer Turbowelle rotierenden Magneten aufnimmt.The The invention relates to a magnetic field generating element for attachment a compressor wheel on a turbo shaft of an exhaust gas turbocharger, with a main body, the one with a turbo shaft rotating Pick up magnets.

Die von einer Brennkraftmaschine erzeugte Leistung hängt von der Luftmasse und der Kraftstoffmenge ab, die der Brennkraftmaschine zugeführt werden können. Zur Leistungssteigerung ist es in der Regel notwendig, der Brennkraftmaschine mehr Verbrennungsluft und Kraftstoff zuzuführen. Diese Leistungssteigerung wird bei einem Saugmotor durch eine Hubraumvergrößerung oder durch die Erhöhung der Drehzahl erreicht. Eine Hubraumvergrößerung führt aber grundsätzlich zu schwereren, in den Abmessungen größeren und damit teureren Brennkraftmaschinen. Die Steigerung der Drehzahl bringt besonders bei großen Brennkraftmaschinen erhebliche Probleme und Nachteile mit sich.The Power generated by an internal combustion engine depends on the air mass and the amount of fuel from that of the internal combustion engine can be supplied. To improve performance It is usually necessary, the internal combustion engine more combustion air and to supply fuel. This performance increase will in a naturally aspirated engine by a displacement increase or achieved by increasing the speed. A displacement enlargement leads but basically to heavier, larger in size and thus more expensive internal combustion engines. The increase of the speed brings significant problems especially with large internal combustion engines and disadvantages with it.

Eine viel genutzte technische Lösung zur Steigerung der Leistung einer Brennkraftmaschine ist die Aufladung. Damit bezeichnet man die Vorverdichtung der Verbrennungsluft durch einen Abgasturbolader oder auch mittels eines vom Motor mechanisch angetriebenen Verdichters. Ein Abgasturbolader besteht im Wesentlichen aus einem Verdichter und einer Turbine, die mit einer gemeinsamen Welle verbunden sind und mit der gleichen Drehzahl rotieren. Die Turbine setzt die normalerweise nutzlos verpuffende Energie des Abgases in Rotationsenergie um und treibt den Verdichter an. Der Verdichter, der in diesem Zusammenhang auch als Kompressor bezeichnet wird, saugt Frischluft an und fördert die vorverdichtete Luft zu den einzelnen Zylindern des Motors. Der größeren Luftmenge in den Zylindern kann eine erhöhte Kraftstoffmenge zugeführt werden, wodurch die Verbrennungskraftmaschine mehr Leistung abgibt. Der Verbrennungsvorgang wird zudem günstig beeinflusst, so dass die Verbrennungskraftmaschine einen besseren Gesamtwirkungsgrad erzielt. Darüber hinaus kann der Drehmomentverlauf einer mit einem Turbolader aufgeladenen Brennkraftmaschine äußerst günstig gestaltet werden.A much used technical solution to increase the performance an internal combustion engine is the charge. This designates the pre-compression of the combustion air by an exhaust gas turbocharger or by means of a mechanically driven by the engine compressor. An exhaust gas turbocharger essentially consists of a compressor and a turbine connected to a common shaft and rotate at the same speed. The turbine usually sets that uselessly exhausting energy of the exhaust gas into rotational energy around and drives the compressor. The compressor, in this context Also referred to as a compressor, sucks in fresh air and promotes the pre-compressed air to the individual cylinders of the engine. Of the a larger amount of air in the cylinders can be a increased amount of fuel to be supplied, thereby the internal combustion engine gives off more power. The combustion process is also favorably influenced so that the internal combustion engine achieved a better overall efficiency. Furthermore can be the torque curve of a charged with a turbocharger Internal combustion engine designed extremely low become.

Bei zunehmender Abgasmenge kann die maximal zulässige Drehzahl der Kombination aus dem Turbinenrad, dem Kompressorrad und der Turbowelle, die auch als Laufzeug des Abgasturboladers bezeichnet wird, überschritten werden. Bei einer unzulässigen Überschreitung der Drehzahl des Laufzeuges würde dieses zerstört werden, was einem Totalschaden des Turboladers gleichkäme. Gerade moderne und kleine Turbolader mit deutlich kleineren Turbinen- und Kompressorraddurchmessern, die durch ein erheblich kleineres Massenträgheitsmoment ein verbessertes Drehbeschleunigungsverhalten aufweisen, werden vom Problem der Überschreitung der zulässigen Höchstdrehzahl betroffen. Je nach Auslegung des Turboladers führt schon eine Überschreitung der Drehzahlgrenze um etwa 5% zur kompletten Zerstörung des Turboladers.at increasing exhaust gas quantity may be the maximum permissible speed the combination of the turbine wheel, the compressor wheel and the turbo shaft, which is also referred to as a running gear of the exhaust gas turbocharger exceeded become. In case of an impermissible overrun the speed of the power tool would destroy this become what would be a total loss of the turbocharger. Especially modern and small turbochargers with much smaller turbines and Kompressorraddurchmessern, by a considerably smaller Moment of inertia an improved spin behavior have the problem of exceeding the permissible Maximum speed affected. Depending on the design of the turbocharger already exceeds the speed limit by about 5% to completely destroy the turbocharger.

Die deutsche Patentanmeldung mit dem Anmeldeaktenzeichen 10 2004 052 695.8 offenbart einen Abgasturbolader mit einem Sensor am kompressorseitigen Ende der Turbowelle zur direkten Messung der Drehzahl der Turbowelle. Der Sensor wird hier durch das Kompressorgehäuse geführt und auf ein Element zur Variation eines Magnetfeldes gerichtet. Das Element zur Variation des Magnetfeldes ist als Permanentmagnet ausgebildet, der in einem Befestigungselement angeordnet ist. Das Befestigungselement weist eine Einfassung auf, in der der Magnet gelagert ist, wobei er direkt auf dem Kompressorrad aufliegt. Wird das Befestigungselement mit dem gewünschten Anzugsdrehmoment gegen das Kompressorrad gedrückt, so entstehen Kräfte, die vom Permanentmagneten aufgenommen werden müssen. Das spröde Material des Magneten kann dadurch beschädigt werden. Darüber hinaus können Gase im Lufteinlass des Kompressors den Permanentmagnet chemisch angreifen und beschädigen. An ein Magnetfeld erzeugendes Element zur Befestigung eines Kompressorrades an einer Turbowelle eines Abgasturboladers werden daher besonders hohe technische Anforderungen gestellt. Es sollte eine im Bezug auf die Turbowelle möglichst perfekte Massengleichverteilung besitzen, die sich auch im Betrieb des Magnetfeld erzeugendes Elements nicht verändert, es sollte hohe mechanische Anzugdrehmoment aufnehmen können, es sollte eine hohe magnetische Feldstärke erzeugen und es sollte resistent gegen die Gase und die hohen Temperaturen im Lufteinlass des Kompressors sein.The German patent application with the registration file 10 2004 052 695.8 discloses an exhaust gas turbocharger with a sensor at the compressor end of the turbo shaft for direct measurement of the speed of the turbo shaft. The sensor is here passed through the compressor housing and directed to an element for varying a magnetic field. The element for varying the magnetic field is designed as a permanent magnet, which is arranged in a fastening element. The fastener has an enclosure in which the magnet is mounted, wherein it rests directly on the compressor wheel. If the fastener is pressed against the compressor wheel with the desired tightening torque, forces arise which must be absorbed by the permanent magnet. The brittle material of the magnet can be damaged. In addition, gases in the air inlet of the compressor can chemically attack and damage the permanent magnet. To a magnetic field generating element for mounting a compressor wheel on a turbo shaft of an exhaust gas turbocharger therefore particularly high technical requirements are made. It should have a mass distribution that is as perfect as possible with respect to the turbo-wave, which does not change during operation of the magnetic field generating element, should be able to absorb high mechanical tightening torque, it should generate a high magnetic field strength and it should be resistant to the gases and the high Be temperatures in the air inlet of the compressor.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Magnetfeld erzeugendes Element zur Befestigung eines Kompressorrades an einer Turbowelle eines Abgasturboladers anzugeben, das den vorgenannten Ansprüchen genügt und in dem insbesondere der Magnet sicher fixiert ist wobei auch bei einem Bruch des Magneten keinerlei Veränderung der Massenverteilung im Magnetfeld erzeugenden Element auftreten darf. Zudem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Magnetfeld erzeugendes Element, das die genannten Eigenschaften aufweist, hergestellt werden kann.A Object of the present invention is therefore a magnetic field generating element for fastening a compressor wheel to a Specify turbo shaft of an exhaust gas turbocharger, the aforementioned Meets requirements and in particular the Magnet is securely fixed even though a breakage of the magnet no change in the mass distribution in the magnetic field generating element may occur. Moreover, it is a task of present invention, a method by which a magnetic field producing element having the said properties produced can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the features of independent claim 1.

Dadurch, dass der Magnet mit dem Grundkörper kraftschlüssig verbunden ist, kann auch bei einem Bruch des spröden Materials des Magneten keinerlei Verschiebung der Masse im Grundkörper auftreten. Eine auf den Magneten wirkende, von Grundkörper ausgehende Kraft hält das Magnetmaterial unter allen Umständen in seiner Position. Eine Unwucht auf der Turbowelle kann daher durch einen Bruch des Magneten nicht hervorgerufen werden.Because the magnet is frictionally connected to the base body, no displacement of the mass in the base body can occur even if the brittle material of the magnet breaks to step. A force acting on the magnet, originating from the base body holds the magnetic material in all circumstances in its position. An imbalance on the turbo shaft can therefore not be caused by a breakage of the magnet.

Bei einer Ausgestaltung ist in dem Grundkörper ein Gewinde zur Verschraubung des Magnetfeld erzeugenden Elementes mit einem Gewinde auf der Turbowelle ausgebildet. Der Grundkörper aus hochfestem Metall kann besonders feine Gewinde aufnehmen, wodurch das Kompressorrad mit einer großen Kraft gegen die Turbowelle verschraubt werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Grundkörper aus nicht magnetischem, hochfestem und schweißbaren Stahl besteht. Dieser Stahl leitet das Manetfeld sehr gut und lässt sich gut schweißen. Die Festigkeit dieses Stahls ist extrem hoch.at an embodiment is in the main body a thread for screwing the magnetic field generating element with a Thread formed on the turbo shaft. The main body Made of high-strength metal can absorb very fine thread, creating the compressor wheel with a big force against the turbo shaft can be screwed. It is advantageous if the main body non-magnetic, high strength and weldable steel. This steel manages the manet field very well and settles good welding. The strength of this steel is extreme high.

Bei einer Weiterbildung enthält der Magnet Selteneerden-Metalle. Selteneerden-Magnete wie zum Beispiel NdFeB- oder SmCo-Magnete erzeugen ein relativ hohes magnetisches Feld, was auch von einem relativ weit entfernten Sensor noch gut detektiert werden kann.at In a further development, the magnet contains rare earth metals. Rare earth magnets such as NdFeB or SmCo magnets generate relatively high magnetic field, which is relatively wide remote sensor can still be detected well.

Bei einer nächsten Ausgestaltung weist der Grundkörper einen größeren Wärmedehnungskoeffizienten als der Magnet auf. Dadurch ist es möglich den Magneten in den erhitzen Grundkörper einzulegen und beim Abkühlen des Grundkörpers den Kraftschluss zwischen dem Grundkörper und dem Magneten herzustellen. Auch wenn das Magnetfeld erzeugenden Element im Betrieb im Lufteinlass des Turboladers auf etwa 170°C erwärmt wird, bleibt der Kraftschluss zwischen dem Grundkörper und dem Magneten erhalten, wenn der Grundkörper zu Aufnahme des Magneten auf etwa 330°C erwärmt wurde. Hierbei ist der Kraftschluss zwischen dem Grundkörper und dem Magnet nach einer Wärmebehandlung im Schrumpfprozess entstanden, wodurch enorm hohe Kräfte zwischen dem Grundkörper und dem Magnet entstehen und der Kraftschluss besonders intensiv erfolgt.at a next embodiment, the main body a larger thermal expansion coefficient as the magnet. This makes it possible for the magnet in the heated body insert and on cooling of the main body the adhesion between the body and the magnet. Even if the magnetic field generating Element in operation in the air intake of the turbocharger to about 170 ° C is heated, the adhesion remains between the body and the magnet obtained when the main body to recording of the magnet was heated to about 330 ° C. in this connection is the adhesion between the body and the magnet developed after a heat treatment in the shrinking process, causing tremendously high forces between the body and the magnet arise and the adhesion particularly intense he follows.

Bei einer Weiterbildung ist der Magnet ringförmig ausgebildet. Mit einem ringförmigen Magnet kann besonders leicht eine Massengleichverteilung im Bezug auf die Drehachse der Turbowelle erreicht werden.at a development of the magnet is annular. With an annular magnet can be particularly easy Mass equal distribution in relation to the axis of rotation of the turbo shaft be achieved.

Bei einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung weist das Magnetfeld erzeugende Element zusätzlich einen Gewindekörper auf, wobei der Gewindekörper so mit dem Grundkörper verbunden ist, das ein auf den Grundkörper übertragenes Anzugsdrehmoment auch auf den Gewindekörper übertragen wird und damit der zwischen dem Grundkörper und dem Gewindekörper positionierte Magnet von dem Gewindekörper gegen den Grundkörper gepresst wird, wodurch die kraftschlüssige Verbindung hergestellt oder eine bereits zwischen dem Grundkörper und dem Magnet vorhandene kraftschlüssige Verbindung verstärkt wird. Auf diese Art wird der Magnet von allen Seiten mit Kräften beaufschlagt, so dass er seine Lage in der Einpassung auch bei einem Bruch des Magnetmaterials nicht ändern kann. Damit wird eine Verschiebung von Massen im Magnetfeld erzeugenden Element unter allen Umständen verhindert.at In a next embodiment of the invention, the magnetic field generating element additionally a threaded body, wherein the threaded body so with the main body connected, which is a transferred to the body Tightening torque is also transmitted to the threaded body and thus the between the main body and the threaded body positioned magnet from the threaded body against the body is pressed, thereby producing the frictional connection or one already between the main body and the magnet reinforced existing positive connection becomes. In this way, the magnet is on all sides with forces so that he can adjust his position in the fitting even at a Breakage of the magnetic material can not change. This will be a Displacement of masses in the magnetic field generating element below prevented in all circumstances.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Gewindekörper aus 17-4PH Stahl (auch bekannt als 1.4542 oder 1.4548 Stahl) besteht. Die Festigkeit dieses Stahls ist extrem hoch und er lässt sich gut schweißen. Seine weichmagnetischen Eigenschaften sind hier nicht störend, da sich das Magnetfeld über den Grundkörper gut nach außen ausbreiten kann.there It is advantageous if the threaded body of 17-4PH steel (also known as 1.4542 or 1.4548 steel). The strength This steel is extremely high and it welds well. Its soft magnetic properties are not disturbing here, because the magnetic field is good over the body can spread to the outside.

Wenn der Gewindekörper mit dem Grundkörper durch eine Verschweißung verbunden ist, kann ein auf den Grundkörper wirkendes Drehmoment leicht an den Gewindekörper weitergegeben werden. In Kombination mit der Verschweißung oder alternativ dazu ist der Gewindekörper mit dem Grundkörper formschlüssig und/oder durch eine Verkrimpung verbunden.If the threaded body with the body through a Welding is connected, one can on the main body acting torque easily passed to the threaded body become. In combination with the welding or alternatively For this purpose, the threaded body with the body is positively and / or connected by a crimp.

Bei einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung ist der Magnet mit dem Grundkörper kraftschlüssig verbunden ist, indem ein im Magnetpulsverfahren mit dem Grundkörper verbundener Hülsenkörper den Magnet in die Einfassung im Grundkörper presst. Der Hülsenkörper stellt im Magnetpulsverfahren eine hervorragende kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Magneten und dem Grundkörper her. In diesem Verfahren gefertigte Magnetfeld erzeugende Elemente sind sehr kostengünstig herstellbar und von hoher Qualität.at A next embodiment of the invention is the magnet is non-positively connected to the base body, by a connected to the main body in the magnetic pulse method Sleeve body presses the magnet into the mount in the body. The sleeve body poses in the magnetic pulse method an excellent frictional connection between the magnet and the main body. In this procedure manufactured magnetic field generating elements are very inexpensive manufacturable and of high quality.

Im Bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zunächst ein Magnet in eine Einfassung eines Grundkörpers eingelegt wird und dann über den Grundkörper mit dem Magnet ein Hülsenkörper geschoben wird, worauf hin der Hülsenkörper durch einen Magnetpuls mit dem Grundkörper verbunden wird, wobei eine Kraft entsteht, die den Magnet in die Einfassung drückt, wobei eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Magneten hergestellt wird.in the With respect to the method, the object is achieved by that first a magnet in a skirt of a body is inserted and then over the main body with the magnet is pushed a sleeve body, whereupon towards the sleeve body by a magnetic pulse with the main body is connected, creating a force which presses the magnet into the enclosure, wherein a frictional Connection made between the main body and the magnet becomes.

Ausführungsformen der Erfindung werden in den Figuren beispielhaft dargestellt. Es zeigt:embodiments The invention is illustrated by way of example in the figures. It shows:

1: einen Abgasturbolader mit einer Turbine und einem Kompressor, 1 : an exhaust gas turbocharger with a turbine and a compressor,

2: den Kompressor in einer Schnittdarstellung, 2 : the compressor in a sectional view,

3: ein Magnetfeld erzeugendes Element, 3 : a magnetic field generating element ment,

4: ein dreiteilig ausgeführtes Magnetfeld erzeugendes Element, 4 a three-part magnetic field generating element,

5: ein nächstes Magnetfeld erzeugendes Element, 5 a next magnetic field generating element,

6: wiederum eine dreiteilige Ausführung des Magnetfeld erzeugenden Elements, 6 : again a three-part embodiment of the magnetic field generating element,

7: weitere dreiteilige Ausführung des Magnetfeld erzeugenden Elements, 7 : further three-part design of the magnetic field generating element,

8: ein Magnetfeld erzeugendes Element mit einem Grundkörper, der gleichzeitig als Gewindekörper ausgebildet ist, 8th a magnetic field generating element having a main body which is simultaneously formed as a threaded body,

9: die Situation nach dem Einwirken des Magnetpulses, 9 : the situation after the action of the magnetic pulse,

10: eine Anordnung zur Verbindung des Hülsenkörpers mit dem Grundkörper im Magnetpulsverfahren. 10 : An arrangement for connecting the sleeve body to the base body in the magnetic pulse method.

1 zeigt einen Abgasturbolader 1 mit einer Turbine 2 und einem Kompressor 3. In dem Kompressor 3 ist das Kompressorrad 9 drehbar gelagert und mit der Turbowelle 5 verbunden. Auch die Turbowelle 5 ist drehbar gelagert und an ihrem anderen Ende mit dem Turbinenrad 4 verbunden. Die Kombination aus Kompressorrad 9, Turbowelle 5 und Turbinenrad 4 wird auch als Laufzeug bezeichnet. Über den Turbineneinlass 7 wird heißes Abgas von einer hier nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine in die Turbine 2 eingelassen, wobei das Turbinenrad 4 in Drehung versetzt wird. Der Abgasstrom verlässt die Turbine 2 durch den Turbinenauslass 8. Über die Turbowelle 5 ist das Turbinenrad 4 mit dem Kompressorrad 9 verbunden. Damit treibt die Turbine 2 den Kompressor 3 an. In den Kompressor 3 wird Luft durch den Lufteinlass 16 eingesaugt, die dann im Kompressor 3 verdichtet und über den Luftauslass 6 der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. 1 shows an exhaust gas turbocharger 1 with a turbine 2 and a compressor 3 , In the compressor 3 is the compressor wheel 9 rotatably mounted and with the turbo shaft 5 connected. Also the turbo shaft 5 is rotatably mounted and at its other end with the turbine wheel 4 connected. The combination of compressor wheel 9 , Turbo shaft 5 and turbine wheel 4 is also referred to as a running tool. About the turbine inlet 7 is hot exhaust gas from an internal combustion engine, not shown here in the turbine 2 let in, with the turbine wheel 4 is set in rotation. The exhaust gas flow leaves the turbine 2 through the turbine outlet 8th , About the turbo shaft 5 is the turbine wheel 4 with the compressor wheel 9 connected. This drives the turbine 2 the compressor 3 at. In the compressor 3 gets air through the air intake 16 sucked in, then in the compressor 3 compressed and over the air outlet 6 the internal combustion engine is supplied.

2 zeigt den Kompressor 3 in einer Schnittdarstellung. In dem Kompressorgehäuse ist das Kompressorrad 9 zu erkennen. Das Kompressorrad 9 ist auf der Turbowelle 5 mit dem Magnetfeld erzeugenden Element 17 befestigt. Das Magnetfeld erzeugende Element 17 befindet sich damit im Lufteinlass 16 des Kompressors 3. Das Magnetfeld erzeugende Element 17 kann zum Beispiel als Hutmutter ausgebildet sein, die auf ein auf der Turbowelle 5 aufgebrachtes Gewinde aufgeschraubt wird, um das Kompressorrad 9 gegen einen Bund der Turbowelle 5 mit dieser fest zu verspannen. In dem Magnetfeld erzeugenden Element 17 zur Befestigung des Kompressorrad 9 an der Turbowelle 5 befindet sich ein ringförmiger Permanentmagnet 13. Der Magnet 13 dreht sich bei der Rotation der Turbowelle 5 mit dieser um die Rotationsachse der Turbowelle 5. Dabei erzeugt der Magnet 13 eine Änderung der magnetischen Feldstärke bzw. des magnetischen Feldgradienten in dem Sensor 15. Diese Änderung des Magnetfeldes bzw. des Feldgradienten erzeugt im Sensor 15 ein elektronisch verarbeitbares Signal, das proportional zur Drehzahl der Turbowelle 5 ist. 2 shows the compressor 3 in a sectional view. In the compressor housing is the compressor wheel 9 to recognize. The compressor wheel 9 is on the turbo shaft 5 with the magnetic field generating element 17 attached. The magnetic field generating element 17 is thus in the air intake 16 of the compressor 3 , The magnetic field generating element 17 For example, it can be designed as a cap nut pointing at one on the turbo shaft 5 Applied thread is screwed to the compressor wheel 9 against a covenant of the turbo shaft 5 to be firmly clamped with this. In the magnetic field generating element 17 for fixing the compressor wheel 9 at the turbo shaft 5 there is an annular permanent magnet 13 , The magnet 13 rotates during the rotation of the turbo shaft 5 with this around the axis of rotation of the turbo shaft 5 , The magnet generates 13 a change in the magnetic field strength or the magnetic field gradient in the sensor 15 , This change in the magnetic field or the field gradient generated in the sensor 15 an electronically processable signal that is proportional to the speed of the turbo shaft 5 is.

In einer seitlichen Schnittdarstellung zeigt 3 ein Magnetfeld erzeugendes Element 17 zur Befestigung eines Kompressorrades 9 an einer Turbowelle 5. Der Grundkörper 11 weist eine Einfassung 10 auf, in die der Permanentmagnet 13 eingepasst ist. Die Einpassung des Magneten 13 kann mit Hilfe thermischer Verfahren erfolg. Hierzu kann sowohl der Grundkörper 11 allein als auch der Grundkörper 11 zusammen mit dem Magneten 13 auf eine Temperatur oberhalb der normalen Betriebstemperatur des Magnetfeld erzeugenden Elements 17 im Turbolader erhitzt werden.In a side sectional view shows 3 a magnetic field generating element 17 for fastening a compressor wheel 9 on a turbo shaft 5 , The main body 11 has a border 10 on, in which the permanent magnet 13 is fitted. The fitting of the magnet 13 can be successful with the help of thermal processes. For this purpose, both the basic body 11 alone as well as the main body 11 together with the magnet 13 to a temperature above the normal operating temperature of the magnetic field generating element 17 be heated in the turbocharger.

Dabei sollte darauf geachtet werden, dass der Permanentmagnet 13 möglichst nicht über seine Curie-Temperatur erhitzt wird. Ein Ferromagnet verliert seine spontane Magnetisierung, wenn er über seine Curie-Temperatur erhitzt wird. Etwas unterhalb dieser Temperatur erlangt der Ferromagnet seine ferromagnetischen Eigenschaften zurück, d. h., er zeigt eine spontane Magnetisierung auch ohne angelegtes äußeres Feld. Oberhalb der Curie-Temperatur zeigt das Material nur noch paramagnetisches Verhalten, d. h., das Material wird durch ein äußeres Feld magnetisiert, verliert seine Magnetisierung aber bei Abschalten des Magnetfeldes wieder. Beim Unterschreiten der Curie-Temperatur TC durchläuft der Magnet einen Phasenübergang von der paramagnetischen in die ferromagnetische Phase. Trotz der spontanen Wiedererlangung der magnetischen Eigenschaften beim unterschreiten der Curie-Temperatur, ist es nicht sinnvoll die magnetischen Eigenschaften gerade von ringförmigen Magneten 13 zu zerstören, weil sich danach eventuell ein Magnet mit anderen als den ursprünglichen Eigenschaften bildet. Die Curie-Temperatur einiger typischer Magnet-Werkstoffe ist für: Cobalt 1394 K (1121°C), Eisen 1041 K (768°C) und Nickel 633 K (360°C).Care should be taken that the permanent magnet 13 preferably not heated above its Curie temperature. A ferromagnet loses its spontaneous magnetization when heated above its Curie temperature. Somewhat below this temperature, the ferromagnet recovers its ferromagnetic properties, that is, it exhibits a spontaneous magnetization even without an applied external field. Above the Curie temperature, the material only shows paramagnetic behavior, ie the material is magnetized by an external field, but loses its magnetization when the magnetic field is switched off. When falling below the Curie temperature T C , the magnet undergoes a phase transition from the paramagnetic to the ferromagnetic phase. Despite the spontaneous recovery of the magnetic properties when falling below the Curie temperature, it does not make sense the magnetic properties of just ring-shaped magnets 13 to destroy, because then may form a magnet with other than the original properties. The Curie temperature of some typical magnet materials is: cobalt 1394 K (1121 ° C), iron 1041 K (768 ° C) and nickel 633 K (360 ° C).

Der Grundkörper 11 weist zur Einpassung des Magneten 13 einen deutlich größeren Wärmedehnungskoeffizienten CTE auf als der Permanentmagnet 13. Der Grundkörper 11 sollte einen Wärmedehnungskoeffizienten CTE von etwa 15 bis 20 ppm/K besitzen, während der Magnet 13 einen Wärmedehnungskoeffizienten CTE von etwa 5 bis 10 ppm/K aufweisen sollte. Damit ist sichergestellt, dass ein auf eine Temperatur von z. B. 330°C (dies ist unterhalb der Curie-Temperatur von Nickel) erwärmtes Magnetfeld erzeugendes Element 17 beim der Abkühlung sein Volumen ausreichend verringert, so dass sich eine Spannung zwischen dem Grundkörper 11 und dem Magneten 13 aufbaut, die zu einer ausreichenden kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 11 und dem Magneten 13 führt. Der Prozess der Volumenverringerung eines Werkstoffes beim dessen Abkühlung wird auch als Schrumpfen bezeichnet. Für den Schrumpfprozess wird der Magnet 13 in die Einfassung 10 des erhitzen Grundkörpers 13 eingelegt und dann wird das so zusammengesetzte Magnetfeld erzeugendes Element 17 abgekühlt. Selbst, wenn das Magnetfeld erzeugendes Element 17 beim Betrieb im Lufteinlass 16 des Turboladers 1 auf etwa 170°C erhitzt wird, besteht die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 11 und dem Magneten 13 in ausreichender Weise weiter, da die 170°C Betriebstemperatur weit unter der 330°C Herstellungstemperatur liegt, die als Ausgangstemperatur für den Schrumpfungsprozess gewählt wurden.The main body 11 indicates the fitting of the magnet 13 a significantly higher thermal expansion coefficient CTE than the permanent magnet 13 , The main body 11 should have a thermal expansion coefficient CTE of about 15 to 20 ppm / K, while the magnet 13 should have a thermal expansion coefficient CTE of about 5 to 10 ppm / K. This ensures that a temperature of z. B. 330 ° C (this is below the Curie temperature of nickel) heated magnetic field generating element 17 when cooling its volume sufficiently reduced, so that is a tension between the main body 11 and the magnet 13 builds up to a sufficient frictional connection between the body 11 and the magnet 13 leads. The process of volume reduction of a material as it cools down is also referred to as shrinking. For the shrinking process, the magnet 13 into the mount 10 of the heating body 13 is inserted and then the composite magnetic field generating element 17 cooled. Even if the magnetic field generating element 17 when operating in the air intake 16 of the turbocharger 1 heated to about 170 ° C, there is the frictional connection between the body 11 and the magnet 13 sufficiently, since the 170 ° C operating temperature is well below the 330 ° C manufacturing temperature chosen as the starting temperature for the shrinkage process.

Zum Schutz des Magneten 13 vor mechanischen Belastungen und chemisch reaktiven Gasen ist die Einfassung 10 mit einer Schutzkappe 14 verschlossen. Das Verschließen der Einfassung 10 mit der Schutzkappe 14 kann durch das Aufbringen von Schweißnähten 12 erfolgen, die einerseits eine hohe mechanische Stabilität gewährleisten und zum anderen einen gasdichten Abschluss der Einfassung gegen die äußere Umgebung bewirken. In diesem Beispiel stützt sich die Schutzkappe 14 auf einen umlaufenden Absatz 20 ab, so dass die Schutzkappe 14 und der obere Bereich des Grundkörpers 11 eine ebene Fläche bilden. Darüber hinaus weist der Grundkörper 11 des Magnet feld erzeugenden Elements 17 ein Gewinde 19 auf, mit dem das Magnetfeld erzeugende Element 17 auf ein Außengewinde einer Turbowelle 5 aufgeschraubt werden kann. Zum Ansetzen eines Schraubwerkzeuges kann an dem Magnetfeld erzeugenden Element 17 zum Beispiel ein Sechskant 18 ausgebildet sein. Wenn das Magnetfeld erzeugende Element 17 auf die Turbowelle 5 aufgeschraubt ist, presst es das Kompressorrad 9 fest gegen einen konusförmigen Sitz 25 auf der Turbowelle 5. Hierzu werden enorm hohe Anzugsdrehmomente auf das Magnetfeld erzeugende Element 17 übertragen, um einen sichere und langlebige Verbindung zwischen dem Kompressorrad 9 und der Turbowelle 5 zu erreichen. An das Material des Grundkörpers 11 und an das des später eingeführten Gewindekörpers 22 werden daher sehr hohe Anforderungen bezüglich der Festigkeit gestellt.To protect the magnet 13 mechanical stress and chemically reactive gases is the surround 10 with a protective cap 14 locked. Closing the mount 10 with the protective cap 14 can by applying welds 12 carried out, on the one hand ensure a high mechanical stability and on the other cause a gas-tight closure of the enclosure against the external environment. In this example, the protective cap is supported 14 on a circumferential paragraph 20 off, leaving the protective cap 14 and the upper portion of the main body 11 form a flat surface. In addition, the main body points 11 the magnetic field generating element 17 a thread 19 on, with the magnetic field generating element 17 on an external thread of a turbo shaft 5 can be screwed on. To attach a screwing can on the magnetic field generating element 17 for example, a hexagon 18 be educated. When the magnetic field generating element 17 on the turbo shaft 5 screwed on, it presses the compressor wheel 9 firmly against a cone-shaped seat 25 on the turbo shaft 5 , For this purpose, enormously high tightening torques on the magnetic field generating element 17 Transfer to a safe and durable connection between the compressor wheel 9 and the turbo shaft 5 to reach. To the material of the body 11 and to the later introduced threaded body 22 Therefore, very high demands are made in terms of strength.

Das Material des Permanentmagneten hingegen ist spröde und brüchig. Um den Schwerpunkt des hochtourig rotierenden Magnetfeld erzeugenden Elements 17 nicht zu verändern, darf auch bei einem Bruch des Permanentmagneten 13 im Grundkörper 11 keinerlei Massenverschiebung im Magnetfeld erzeugende Element 17 erfolgen. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass das Laufzeug eines Turboladers mit über 270 000 Umdrehungen pro Minute rotieren kann. Selbst die kleinste Massenungleichverteilung im Bezug auch die Drehachse des Laufzeuges führ zu enormen Kräften, die an den Lagern der Turbowelle angreifen und diese zerstören können. Bei dem Magnetfeld erzeugenden Element 17 handelt es sich um ein extrem hoch belastetes Bauteil, da durch die Abgasrückführung in den Lufteinlass 16 des Abgasturboladers 1 das Magnetfeld erzeugende Element 17 chemisch hoch reaktiven Gasen ausgesetzt ist. All diese Einflüsse erfordern eine besonders sorgsame Konstruktion des Magnetfeld erzeugenden Elementes 17, die weit über die Entwicklung herkömmlicher Befestigungselemente hinausgeht.The material of the permanent magnet, however, is brittle and brittle. Around the center of gravity of the high-speed rotating magnetic field generating element 17 not to change, may also in case of breakage of the permanent magnet 13 in the main body 11 no mass shift in the magnetic field generating element 17 respectively. It should be noted that the rotor of a turbocharger can rotate at more than 270,000 revolutions per minute. Even the smallest mass inequality in relation to the axis of rotation of the running tool leads to enormous forces that can attack and destroy the bearings of the turbo shaft. In the magnetic field generating element 17 it is an extremely high-loaded component, since the exhaust gas recirculation into the air inlet 16 the exhaust gas turbocharger 1 the magnetic field generating element 17 chemically highly reactive gases is exposed. All these influences require a particularly careful construction of the magnetic field generating element 17 that goes far beyond the development of conventional fasteners.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Magnetfeld erzeugenden Elementes 17. Hier ist das Magnetfeld erzeugende Element 17 dreiteilig ausgebildet, mit einem Grundkörper 11, einem Gewindekörper 22 und dem Magnet 13. Der Magnet 13 ist in einer Einfassung 10 zwischen dem Grundkörper 11 und dem Gewindekörper 22 gelagert. Durch ein entsprechendes Schrumpfverfahren ist der Magnet 13 mit dem Gewindekörper 22 und dem Grundkörper 11 kraftschlüssig verbunden. Hierzu kann z. B. der Grundkörper 11 auf eine Temperatur von 330°C erhitzt werden, wobei sich die Einfassung 11 soweit ausdehnt, dass der Magnet 13 eingepasst werden kann. Auf Grund der unterschiedlichen Wärmedehnungskoiffizienten CTE des Grundkörpers 11 und des Magneten 13 entsteht zwischen dem Magnet 13 und dem Grundkörper 11 beim Abkühlen eine kraftschlüssige Verbindung. Dann wird der Gewindekörper 22 abgekühlt, was z. B. mit flüssigem Stickstoff erfolgen kann, worauf hin der Gewindekörper 22 über die Kombination aus Grundkörper 11 und Magnet 13 geführt wird. Nun erwärmt sich der Gewindekörper 22 z. B. auf Zimmertemperatur, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Magnet 13 und dem Gewindekörper 22 entsteht. Darüber hinaus kann zwischen dem Grundkörper 11 und dem Gewindekörper 22 z. B. eine Schweißverbindung 12 oder eine formschlüssige Verbindung hergestellt werden. Durch diese Verbindung überträgt der Grundkörper 11 ein auf ihn wirkendes Drehmoment auf den Gewindekörper 22. Das Drehmoment kann z. B. durch ein an dem Sechskant 18 angesetztes Drehwerkzeug erzeugt werden. Mit dem erfolgen Drehmoment schraubt sich das Gewinde 19 im Gewindekörper 22 auf das Gewinde der Turbowelle 5 auf, womit das Kompressorrad 9 gegen einen kunusförmigen Sitz 25 auf der Turbowelle 5 gepresst wird. Mit dem Aufschrauben des Gewindekörpers 22 überträgt dieser eine Kraft auf den Magneten 13, wodurch der Magnet 13 zwischen dem Grundkörper 11 und dem Gewindekörper 22 eingepresst wird und mit diesen kraftschlüssig verbunden wird. Auf diese Weise erfolgt eine vollständige Fixierung des Magneten 13 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung im Bezug auf die Drehachse der Turbowelle 5. Selbst bei einem Bruch des spröden Magnetmaterials kann es bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Magnetfeld erzeugenden Elements 17 zu keinerlei Verschiebung des in der Einfassung 10 gelagerten Magnetmaterials kom men. Durch die kraftschlüssigen Verbindungen zwischen dem Magnet 13 und dem Grundkörper 11 sowie dem Gewindekörper 22 wird gewährleistet, dass unter allen Umständen das Magnetfeld erzeugende Element 17 eine Massengleichverteilung im Bezug auf die Rotationsachse der Turbowelle 5 beibehält. Jegliche Störung dieser Massengleichverteilung im Bezug auf die Rotationsachse der Turbowelle 5 kann zu katastrophalen Schäden am Turbolader führen, was bereits ausgeführt wurde und durch das erfindungsgemäße Magnetfeld erzeugende Element 17 wirkungsvoll verhindert wird. 4 shows a further embodiment of the magnetic field generating element 17 , Here is the magnetic field generating element 17 formed in three parts, with a basic body 11 , a threaded body 22 and the magnet 13 , The magnet 13 is in a mount 10 between the main body 11 and the threaded body 22 stored. By a corresponding shrinkage process is the magnet 13 with the threaded body 22 and the body 11 positively connected. For this purpose, z. B. the main body 11 heated to a temperature of 330 ° C, with the enclosure 11 so far expands that the magnet 13 can be fitted. Due to the different coefficients of thermal expansion CTE of the main body 11 and the magnet 13 arises between the magnet 13 and the body 11 when cooling a non-positive connection. Then the threaded body 22 cooled, which z. B. can be done with liquid nitrogen, whereupon the threaded body 22 about the combination of basic body 11 and magnet 13 to be led. Now the threaded body heats up 22 z. B. at room temperature, creating a positive connection between the magnet 13 and the threaded body 22 arises. In addition, between the main body 11 and the threaded body 22 z. B. a welded joint 12 or a positive connection can be made. Through this connection, the body transmits 11 a torque acting on it on the threaded body 22 , The torque can z. B. by a on the hexagon 18 attached turning tool can be generated. With the torque made screwed the thread 19 in the threaded body 22 on the thread of the turbo shaft 5 on what the compressor wheel 9 against a kunusförmigen seat 25 on the turbo shaft 5 is pressed. With the screwing on of the threaded body 22 this transfers a force to the magnet 13 , causing the magnet 13 between the main body 11 and the threaded body 22 is pressed and connected with these frictionally. In this way, a complete fixation of the magnet 13 both in the axial and in the radial direction with respect to the axis of rotation of the turbo shaft 5 , Even with one Fracture of the brittle magnetic material may occur in the inventive embodiment of the magnetic field generating element 17 to no displacement of the in the enclosure 10 stored magnetic material com men. Due to the force-locking connections between the magnet 13 and the body 11 and the threaded body 22 ensures that under all circumstances the magnetic field generating element 17 a mass uniform distribution with respect to the axis of rotation of the turbo shaft 5 maintains. Any disturbance of this mass balance with respect to the axis of rotation of the turbo shaft 5 can lead to catastrophic damage to the turbocharger, which has already been carried out and by the magnetic field generating element according to the invention 17 effectively prevented.

Eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Magnet 13 und dem Grundkörper 11 findet sich in 5. Auch hier ist der Grundkörper 11 zu erkennen, der gleichzeitig als Gewindekörper 22 dient. Im Grundkörper 11 ist eine Einfassung 10 gebildet, in die der Magnet 13 im Schrumpfverfahren kraftschlüssig eingebracht wird. Hierzu wird der Grundkörper 11 beispielsweise auf 330°C erhitzt und dann wird der Magnet 13, der hier als Ringmagnet ausgebildet ist, in die Einfassung 10 eingelegt, worauf hin das Magnetfeld erzeugende Element 17 abgekühlt wird. Danach kann eine Schutzkappe 14 aufgebracht werden, die mit dem Grundkörper 11 verschweißt wird. Schweißnähte sind hier mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet. Am Magnetfeld erzeugenden Element 17 ist ein Gewinde 19 ausgebildet, womit das Magnetfeld erzeugende Element 17 auf die Turbowelle 5 aufgeschraubt werden kann und das Kompressorrad 9 gegen einen konusförmigen Sitz 25 auf der Turbowelle 5 presst.Another illustration of the inventive non-positive connection between the magnet 13 and the body 11 can be found in 5 , Again, the main body 11 to recognize, at the same time as threaded body 22 serves. In the main body 11 is a surround 10 formed, in which the magnet 13 is introduced frictionally in the shrinkage process. This is the basic body 11 For example, heated to 330 ° C and then the magnet 13 , which is designed here as a ring magnet, in the enclosure 10 inserted, whereupon the magnetic field generating element 17 is cooled. After that, a protective cap 14 be applied with the main body 11 is welded. Welds are here by the reference numeral 12 characterized. Magnetic field generating element 17 is a thread 19 formed, whereby the magnetic field generating element 17 on the turbo shaft 5 can be screwed on and the compressor wheel 9 against a cone-shaped seat 25 on the turbo shaft 5 pressed.

6 zeigt wiederum eine dreiteilige Ausführung des Magnetfeld erzeugenden Elements. Es ist der Grundkörper 11 und der Gewindekörper 22 zu erkennen, die zusammen eine Einfassung 10 bilden. In die Einfassung 10 ist der Magnet 13 kraftschlüssig eingebracht. Dies kann wie in 4 beschrieben erfolgen, in dem z. B. zunächst der Grundkörper 11 auf eine Temperatur von 330°C erhitzt wird, worauf hin der Magnet 13 in die Einfassung 10 eingebracht wird und das Gebilde aus Grundkörper und Magnet abgekühlt wird. Darauf hin wird der Gewindekörper 22 z. B. in flüssigem Stickstoff abgekühlt und seinerseits mit der Einfassung auf den Magnet 13 aufgezogen. Nachdem sich das Magnetfeld erzeugende Element 17 auf Zimmertemperatur aufgeheizt hat, entsteht zwischen dem Grundkörper 11 und dem Gewindekörper 22 sowie dem dazwischen liegenden Magnet 13 eine kraftschlüssige Verbindung. Der Grundkörper 11 und der Gewindekörper 22 können zudem mit einer Schweißnaht 12 oder einer formschlüssigen Verbindung, die hier nicht dargestellt ist, miteinander verbunden sein. Beim Aufschrauben des so entstandenen Magnetfeld erzeugenden Elements 17 auf das Gewinde der Turbowelle 5 wird vom Grundkörper 11 ein Drehmoment auf den Gewindekörper 22 übertragen, der seinerseits Druck auf den Magnet 13 ausübt, womit dieser in axialer Richtung im Bezug auf die Drehachse der Turbowelle 5 mit einer Kraft beaufschlagt wird, die zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Magneten 13 und dem Gewindekörper 22 einerseits und dem Magneten 13 und dem Grundkörper 11 andererseits führt. Auf diese Art und Weise wird der Magnet 13 von allen Seiten fest in der Einfassung 10 gehalten, wodurch sich keinerlei Masseverschiebung innerhalb des Magneten 13 ergeben können. 6 again shows a three-part design of the magnetic field generating element. It is the main body 11 and the threaded body 22 to recognize the together an enclosure 10 form. Into the mount 10 is the magnet 13 introduced frictionally. This can be like in 4 described described in the z. B. first, the basic body 11 heated to a temperature of 330 ° C, whereupon the magnet 13 into the mount 10 is introduced and the structure of the base body and magnet is cooled. Then the threaded body 22 z. B. cooled in liquid nitrogen and in turn with the enclosure on the magnet 13 reared. After the magnetic field generating element 17 heated to room temperature, arises between the body 11 and the threaded body 22 as well as the intermediate magnet 13 a positive connection. The main body 11 and the threaded body 22 can also with a weld 12 or a positive connection, which is not shown here, be interconnected. When screwing the resulting magnetic field generating element 17 on the thread of the turbo shaft 5 gets from the main body 11 a torque on the threaded body 22 which, in turn, puts pressure on the magnet 13 which exerts this in the axial direction with respect to the axis of rotation of the turbo shaft 5 is acted upon by a force that leads to a frictional connection between the magnet 13 and the threaded body 22 on the one hand and the magnet 13 and the body 11 on the other hand leads. In this way, the magnet becomes 13 from all sides stuck in the mount 10 held, causing no mass shift within the magnet 13 can result.

Eine weitere dreiteilige Ausführung des Magnetfeld erzeugenden Elements 17 zeigt 7. Der Magnet 13 ist wiederum kraftschlüssig mit dem Grundkörper 11 und dem Gewindekörper 22 verbunden, was analog zu dem in 6 beschriebenen Vorgehen erfolgen kann. Darüber hinaus enthält der Grundkörper 11 eine Krimpung 23, die in Krimprichtung 24 an den Gewindekörper 22 angelegt wird. Das Anlegen der Verkrimpung 23 kann zum Beispiel im Magnetpulsverfahren erfolgen aber auch mit Hilfe von mechanischen Werkzeugen. Hierdurch entsteht eine weitere kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 11 und dem Gewindekörper 22. Beim Anziehen des Magnetfeld erzeugenden Elementes 17 gegen das Kompressorrad 9 entsteht eine Kraft, die vom Gewindekörper 22 auf den Magnet 13 übertragen wird und zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Gewindekörper 22 und dem Magnet 13 einerseits und dem Grundkörper 11 und dem Magnet 13 andererseits führt.Another three-part design of the magnetic field generating element 17 shows 7 , The magnet 13 is in turn non-positively connected to the main body 11 and the threaded body 22 connected, which is analogous to that in 6 described procedure can take place. In addition, the basic body contains 11 a crimping 23 in Crimean 24 to the threaded body 22 is created. The application of the crimp 23 can be done for example in the magnetic pulse method but also with the help of mechanical tools. This creates a further positive and positive connection between the body 11 and the threaded body 22 , When tightening the magnetic field generating element 17 against the compressor wheel 9 creates a force from the threaded body 22 on the magnet 13 is transferred and a positive connection between the threaded body 22 and the magnet 13 on the one hand and the basic body 11 and the magnet 13 on the other hand leads.

8 zeigt ein Magnetfeld erzeugendes Element 17 mit einem Grundkörper 11, der gleichzeitig als Gewindekörper 22 ausgebildet ist. Im Gewindekörper 22 ist das Gewinde 19 zu erkennen, sowie die Einfassung 10. In der Einfassung 10 ist der Magnet 13 (zum Beispiel in Form zweier magnetischer Halbschalen) angeordnet und über den Grundkörper 11 ist ein Hülsenkörper 26 platziert. In 8 ist der Hülsenkörper 26 noch nicht mit dem Grundkörper 11 verbunden. Die Verbindung des Hülsenkörpers 26 mit dem Grundkörper 11 erfolgt im sogenannten Magnetpulsverfahren, das in 10 näher dargestellt ist. Hierbei wirkt ein Puls hoher magnetischer Feldstärke auf den Hülsenkörper 26 ein, wobei der Hülsenkörper 26 gegen den Grundkörper 11 beschleunigt wird. Durch diese enorme Beschleunigung des Hülsenkörpers 26 gegen den Grundkörper 11 erfolgt eine Kaltverschweißung zwischen dem Grundkörper 11 und dem Hülsenkörper 26. Darüber hinaus baut der Hülsenkörper 26 eine hohe Kraft gegen den Grundkörper 11 auf und presst somit den Magnet 13 in die Einfassung 10. Damit ist der Magnet 13 mit dem Grundkörper 11 kraftschlüssig verbunden und er kann unter keinen Umständen, auch beim Bruch des Magnetmaterials, seine Lage verändern. 8th shows a magnetic field generating element 17 with a basic body 11 , at the same time as a threaded body 22 is trained. In the threaded body 22 is the thread 19 to recognize, as well as the enclosure 10 , In the mount 10 is the magnet 13 (For example, in the form of two magnetic half-shells) arranged and over the main body 11 is a sleeve body 26 placed. In 8th is the sleeve body 26 not yet with the main body 11 connected. The connection of the sleeve body 26 with the main body 11 takes place in the so-called magnetic pulse method, which in 10 is shown in more detail. In this case, a pulse of high magnetic field strength acts on the sleeve body 26 a, wherein the sleeve body 26 against the main body 11 is accelerated. Through this enormous acceleration of the sleeve body 26 against the main body 11 a cold welding takes place between the base body 11 and the sleeve body 26 , In addition, the sleeve body builds 26 a high force against the body 11 on and thus presses the magnet 13 into the mount 10 , This is the magnet 13 with the main body 11 positively connected and he can under no circumstances, even when the magnetic material breaks, change its position.

Die Situation nach dem Einwirken des Magnetpulses ist in 9 dargestellt. Wiederum ist das Magnetfeld erzeugende Element 17 mit dem Grundkörper 11 zu erkennen. Der Grundkörper 11 bildet in diesem Beispiel gleichzeitig den Gewindekörper 22 mit dem Gewinde 19. Im Grundkörper 11 ist die Einfassung 10 zu erkennen, in der der Magnet 13 gelagert ist. Der Hülsenkörper 26 ist nun mit dem Grundkörper 11 kalt verschweißt, nachdem der Magnetpuls eingewirkt hat und der Magnet 13 wird fest in die Einfassung 10 gepresst. Die daraus resultierende kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 11 und dem Magneten 13 garantiert die Unveränderbarkeit der in der Einfassung 10 gelagerten Masse.The situation after the action of the magnetic pulse is in 9 shown. Again, the magnetic field generating element 17 with the main body 11 to recognize. The main body 11 forms in this example at the same time the threaded body 22 with the thread 19 , In the main body 11 is the mount 10 to recognize in which the magnet 13 is stored. The sleeve body 26 is now with the main body 11 cold welded after the magnetic pulse has acted and the magnet 13 gets stuck in the mount 10 pressed. The resulting frictional connection between the body 11 and the magnet 13 guarantees the immutability of the in the mount 10 stored mass.

10 zeigt eine Anordnung zur Verbindung des Hülsenkörpers 26 mit dem Grundkörper 11 im Magnetpulsverfahren. Zu erkennen ist ein Transformator 29, der von einer Stromquelle gespeist wird und eine hohe elektrische Energie im Kondensator 30 platziert. Der Hochstromschalter 31 wird eingeschaltet, wenn der Kondensator 30 ausreichend mit elektrischer Energie beladen ist. Daraufhin fließt ein enorm hoher Strom über die elektrischen Leitungen zu den Magnetspulen 28. In sehr kurzer Zeit baut sich ein Magnetfeld mit einer enorm hohen magnetischen Feldstärke auf, was als Magnetpuls 27 bezeichnet wird. Dieser Magnetpuls 27 tritt in Wechselwirkung mit dem Hülsenkörper 26 und beschleunigt das Material des Hülsenkörpers 26 in Richtung des Grundkörpers 11. Die extrem hohe magnetische Kraft erzeugt eine so hohe Beschleunigung des Materials des Hülsenkörpers 26 gegen das Material des Grundkörpers 11, dass sich die Materialien der beiden Körper miteinander kalt verschweißen. Der ebenfalls resultierende hohe Druck durch die Beschleunigung des Hülsenkörpers 26 gegen den Grundkörper 11 erzeugt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Magneten 13 und dem Grundkörper 11. Die hohe Geschwindigkeit, mit der das Material des Hülsenkörpers 26 durch dem Magnetpuls 27 gegen das Material des Grundkörpers 11 beschleunigt wird, bewirkt, dass sich die interatomaren Abstoßungskräfte zwischen den Atomen der beiden Materialien überwinden lassen und die aufeinander prallenden Atome so verbunden werden, dass sie gemeinsam elektronische Niveaus nutzen können. Die hier entstehende Verschweißung ist wesentlich fester als eine Verschweißung, die aus einem herkömmlichen thermischen Prozess resultiert. Darüber hinaus lassen sich auf diese Art und Weise Materialen verbinden, die wesentlich unterschiedliche Schmelztemperaturen haben, wie zum Beispiel Aluminium und Stahl und die thermisch nicht miteinander verschweißbar sind. Der Prozess der Magnetpulsverschweißung zwischen den Materialien erfolgt in einer sehr kurzen Zeit, die in der Regel im Millisekundenbereich liegt. 10 shows an arrangement for connecting the sleeve body 26 with the main body 11 in the magnetic pulse method. You can see a transformer 29 , which is powered by a power source and high electrical energy in the capacitor 30 placed. The high current switch 31 is turned on when the capacitor 30 is sufficiently charged with electrical energy. As a result, an enormously high current flows via the electrical lines to the magnet coils 28 , In a very short time, a magnetic field with an enormously high magnetic field strength builds up, which acts as a magnetic pulse 27 referred to as. This magnetic pulse 27 interacts with the sleeve body 26 and accelerates the material of the sleeve body 26 in the direction of the main body 11 , The extremely high magnetic force generates such a high acceleration of the material of the sleeve body 26 against the material of the body 11 in that the materials of the two bodies are cold-welded together. The resulting high pressure due to the acceleration of the sleeve body 26 against the main body 11 creates a frictional connection between the magnet 13 and the body 11 , The high speed with which the material of the sleeve body 26 through the magnetic pulse 27 against the material of the body 11 is accelerated, causes the interatomic repulsive forces between the atoms of the two materials to be overcome and the colliding atoms are joined together so that they can share electronic levels. The resulting weld is much stronger than a weld resulting from a conventional thermal process. In addition, in this way can connect materials that have significantly different melting temperatures, such as aluminum and steel and are not thermally welded together. The process of magnetic pulse welding between the materials takes place in a very short time, which is usually in the millisecond range.

11
Abgasturboladerturbocharger
22
Turbineturbine
33
Kompressorcompressor
44
Turbinenradturbine
55
Turbowelleturboshaft
66
Luftauslassair outlet
77
Turbineneinlassturbine inlet
88th
Turbinenauslassturbine outlet
99
Kompressorradcompressor
1010
Einfassungmount
1111
Grundkörperbody
1212
SchweißnahtWeld
1313
Magnetmagnet
1414
Schutzkappeprotective cap
1515
Sensorsensor
1616
Lufteinlassair intake
1717
Magnetfeld erzeugendes Elementmagnetic field generating element
1818
Sechskanthexagon
1919
Gewindethread
2020
umlaufender Absatzsurrounding paragraph
2121
Grenzfläche zum Kompressorradinterface to the compressor wheel
2222
Gewindekörperthreaded body
2323
Krimpungcrimp
2424
KrimprichtungKrimprichtung
2525
konusförmiger Sitzconical Seat
2626
Hülsenkörpersleeve body
2727
Magnetpulsmagnetic pulse
2828
MagentspuleMagentspule
2929
Transformatortransformer
3030
Kondensatorcapacitor
3131
HochstromschalterHigh current switch

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (15)

Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) an einer Turbowelle (5) eines Abgasturboladers (1), mit einem Grundkörper (11), der einen mit einer Turbowelle (5) rotierenden Magneten (13) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (13) mit dem Grundkörper (11) kraftschlüssig verbunden ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) on a turbo shaft ( 5 ) of an exhaust gas turbocharger ( 1 ), with a basic body ( 11 ), one with a turbo shaft ( 5 ) rotating magnets ( 13 ), characterized in that the magnet ( 13 ) with the basic body ( 11 ) is positively connected. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (11) ein Gewinde (19) zur Verschraubung des Magnetfeld erzeugenden Elementes (17) mit einem Gewinde auf der Turbowelle (5) ausgebildet ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 1, characterized in that in the basic body ( 11 ) a thread ( 19 ) for screwing the magnetic field generating element ( 17 ) with a thread on the turbo shaft ( 5 ) is trained. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) aus nicht magnetischem, hochfesten und schweißbaren Stahl besteht.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the basic body ( 11 ) consists of non-magnetic, high-strength and weldable steel. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (13) Selteneerden-Metalle enthält.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 1, characterized in that the magnet ( 13 ) Contains rare earth metals. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) einen größeren Wärmedehnungskoeffizienten als der Magnet (13) aufweist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the basic body ( 11 ) has a larger thermal expansion coefficient than the magnet ( 13 ) having. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftschluss zwi schen dem Grundkörper (11) und dem Magnet (13) nach einer Wärmebehandlung im Schrumpfprozess entstanden ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 5, characterized in that the adhesion between tween the body ( 11 ) and the magnet ( 13 ) has arisen after a heat treatment in the shrinking process. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (13) ringförmig ausgebildet ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the magnet ( 13 ) is annular. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld erzeugende Element (17) zusätzlich einen Gewindekörper (22) aufweist, wobei der Gewindekörper (22) so mit dem Grundkörper (11) verbunden ist, das ein auf den Grundkörper (11) übertragenes Anzugsdrehmoment auch auf den Gewindekörper (22) übertragen wird und damit der zwischen dem Grundkörper (11) und dem Gewindekörper (22) positionierte Magnet (13) von dem Gewindekörper (22) gegen den Grundkörper (11) gepresst wird, wodurch die kraftschlüssige Verbindung hergestellt oder eine bereits zwischen dem Grundkörper (11) und dem Magnet vorhandene kraftschlüssige Verbindung verstärkt wird.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 1, characterized in that the magnetic field generating element ( 17 ) additionally a threaded body ( 22 ), wherein the threaded body ( 22 ) so with the main body ( 11 ) connected to the base body ( 11 ) transmitted tightening torque also on the threaded body ( 22 ) is transmitted and thus between the main body ( 11 ) and the threaded body ( 22 ) positioned magnet ( 13 ) of the threaded body ( 22 ) against the main body ( 11 ), whereby the non-positive connection is made or an already between the main body ( 11 ) and the magnet existing non-positive connection is amplified. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekörper (22) aus 17-4PH Stahl (auch bekannt als 1.4542 oder 1.4548 Stahl) besteht.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 8, characterized in that the threaded body ( 22 ) made of 17-4PH steel (also known as 1.4542 or 1.4548 steel). Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekörper (22) mit dem Grundkörper (11) durch eine Verschweißung (12) verbunden ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the threaded body ( 22 ) with the basic body ( 11 ) by a welding ( 12 ) connected is. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 8 oder 9, da durch gekennzeichnet, dass der Gewindekörper (22) mit dem Grundkörper (11) formschlüssig verbunden ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the threaded body ( 22 ) with the basic body ( 11 ) is positively connected. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekörper (22) mit dem Grundkörper (11) durch eine Verkrimpung (23) verbunden ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 8, 9, 10 or 11, characterized in that the threaded body ( 22 ) with the basic body ( 11 ) by a crimping ( 23 ) connected is. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkrimpung (23) im Magnetpulsverfahren an den Gewindekörper (22) angelegt ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 8, 9, 10 or 11, characterized in that the crimping ( 23 ) in the magnetic pulse method to the threaded body ( 22 ) is created. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) an einer Turbowelle (5) eines Abgasturboladers (1), mit einem Grundkörper (11), der einen mit einer Turbowelle (5) rotierenden Magneten (13) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (13) mit dem Grundkörper (11) kraftschlüssig verbunden ist, indem ein im Magnetpulsverfahren mit dem Grundkörper (11) verbundener Hülsenkörper (26) den Magnet (13) in die Einfassung (10) im Grundkörper (11) presst.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) on a turbo shaft ( 5 ) of an exhaust gas turbocharger ( 1 ), with a basic body ( 11 ), one with a turbo shaft ( 5 ) rotating magnets ( 13 ), characterized in that the magnet ( 13 ) with the basic body ( 11 ) is positively connected by a magnetic pulse with the main body ( 11 ) connected sleeve body ( 26 ) the magnet ( 13 ) in the enclosure ( 10 ) in the main body ( 11 ) presses. Verfahren zur Herstellung eines Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) an einer Turbowelle (5) eines Abgasturboladers (1), wobei zunächst ein Magnet (13) in eine Einfassung (10) eines Grundkörpers (11) eingelegt wird und dann über den Grundkörper (11) mit dem Magnet (13) ein Hülsenkörper (26) geschoben wird, worauf hin der Hülsenkörper (26) durch einen Magnetpuls mit dem Grundkörper (11) verbunden wird, wobei eine Kraft entsteht, die den Magnet (13) in die Einfassung drückt, wobei eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper (11) und dem Magneten (13) hergestellt wird.Method for producing a magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) on a turbo shaft ( 5 ) of an exhaust gas turbocharger ( 1 ), where first a magnet ( 13 ) in an enclosure ( 10 ) of a basic body ( 11 ) is inserted and then over the main body ( 11 ) with the magnet ( 13 ) a sleeve body ( 26 ), whereupon the sleeve body ( 26 ) by a magnetic pulse with the main body ( 11 ), whereby a force is created, which the magnet ( 13 ) presses into the enclosure, wherein a frictional connection between the base body ( 11 ) and the magnet ( 13 ) will be produced.
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